рис 1.35При анализе электронных схем на ЭВМ все электронные приборы, в том числе и диоды, заменяются их математическими моделями.

Математическая модель диода — это совокупность эквивалентной схемы диода и математических выражений, описывающих элементы эквивалентной схемы. Кратко рассмотрим математическую модель диода, используемую в пакете программ для анализа схем MicroCap-2. Это одна из наиболее простых моделей. Изобразим эквивалентную схему диода (рис. 1.35).

 

Постоянное сопротивление R включено в схему с целью учета тока утечки. Емкость C моделирует барьерную и диффузионную емкости диода.

Управляемый источник тока iy моделирует статическую вольт-амперную характеристику. Математическое описание тока iy и емкости C достаточно громоздкое, но основано на учете уже рассмотренных выше физических явлений в диоде.

Модель является универсальной и хорошо моделирует диод как в статическом (на постоянном токе), так и в динамическом (в переходных процессах) режиме, учитывает влияние температуры на свойства диода.

В простейших случаях, например при ориентировочных ручных расчетах, иногда используют несложные математические модели диодов. При этом часто пользуются кусочно-линейной аппроксимацией вольт-амперной характеристики диода.



Изобразим вольт-амперную характеристику диода (рис. 1.36), выполним линейную аппроксимацию прямой и обратной ветвей и изобразим соответствующие эквивалентные схемы диодов для прямого (рис. 1.37) и обратного включений (рис. 1.38).

рис 1.36

рис 1.37

рис 1.38

Рассмотрим в качестве примера расчет тока и напряжений в простейшей схеме (рис. 1.39).

рис 1.39

Поскольку диод смещен в прямом направлении, то используем эквивалентную схему для прямого включения диода и получим линейную схему постоянного тока, представленную на рис. 1.40.

рис 1.40

Выполним анализ этой цепи:

E=uR+ud;

i = ( E – u0) / ( R + rдиф.пр.), откуда

uR = i · R = ( E – u0) / ( R + rдиф.пр.) · R,

ud = E -  uR = E - ( E – u0) / ( R + rдиф.пр.) · R

При приближенном анализе схемы с диодом иногда можно пренебречь величинами rдиф.пр. и ud и заменить включенный диод идеальным источником напряжения с нулевой величиной напряжения, т. е. так называемой «закороткой», а также пренебречь обратным током i0 (близким к нулю) и сопротивлением rдиф.обр. (близким к бесконечности) и заменить выключенный диод разрывом. Это соответствует замене реального диода идеальным, обладающим вольт-амперной характеристикой, представленной на рис. 1.41.

рис 1.41

Изобразим эквивалентные схемы идеального диода для прямого (рис. 1.42) и обратного включений (рис. 1.43).

рис 1.42 1.43


Рекомендуйте эту статью другим!



нояб 07, 2012 6626

Топливно-энергетический комплекс Российской Федерации, его значение и характеристика

Топливно-энергетический комплекс представляет собой сложную систему - совокупность…
volt
март 30, 2017 1429

Напряжение в 1 Вольт, физический смыл, простое определение

И сложно и просто: что такое напряжение в 1 вольт? Напряжение электрического тока –…
передача постоянного тока 1
нояб 02, 2013 4804

Передача постоянного тока

Интерес к передачам постоянного тока в России имеет свою давнюю историю. Построены ППТ…
июнь 20, 2013 4627

Преимущества асинхронных электродвигателей с короткозамкнутым ротором, формулы, перечень

Основные преимущества использования асинхронных электродвигателей (АД) с короткозамкнутым…
aes 1
март 19, 2017 630

Атомные электростанции (АЭС), принцип работы, разновидности, типы, мощность

АЭС являются тепловыми станциями, использующими тепловую энергию ядерных реакций.…